RU2553576C2 - Clinker-free binder - Google Patents

Clinker-free binder Download PDF

Info

Publication number
RU2553576C2
RU2553576C2 RU2013121853/03A RU2013121853A RU2553576C2 RU 2553576 C2 RU2553576 C2 RU 2553576C2 RU 2013121853/03 A RU2013121853/03 A RU 2013121853/03A RU 2013121853 A RU2013121853 A RU 2013121853A RU 2553576 C2 RU2553576 C2 RU 2553576C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnesium
binder
zeolite
rock
containing carbonate
Prior art date
Application number
RU2013121853/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013121853A (en
Inventor
Николай Сергеевич Шелихов
Руслан Рустемович Сагдиев
Равиль Зуфарович Рахимов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ
Priority to RU2013121853/03A priority Critical patent/RU2553576C2/en
Publication of RU2013121853A publication Critical patent/RU2013121853A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2553576C2 publication Critical patent/RU2553576C2/en

Links

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: invention relates to construction materials, particularly, to binders and can be used for production of dry construction mixes, mortars and concretes as well as other construction materials. This binder comprises the following components: annealed at 800-900°C mix of magnesium-bearing carbonates and clays, magnesium sulphate and mineral additive, i.e. zeolite-bearing carbonate-silicic rock, plasticising agent SP-1 and gardening promoter, i.e. sodium sulphate, at the following ratio of said components, wt %: said mix - 58-85, magnesium sulphate - 3-6, zeolite-bearing carbonate-silicic rock - 10-30, plasticising agent SP-1 - 1-2, sodium sulphate - 1-4. Note here that magnesium-bearing carbonate rock-to-clay ratio makes (2.7-10):1.
EFFECT: higher strength under normal conditions.
2 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к вяжущим, и может найти применение в строительной отрасли для изготовления сухих строительных смесей, строительных растворов и бетонов, а также других строительных материалов, в состав которых входят вяжущие вещества.The invention relates to the field of building materials, in particular binders, and may find application in the construction industry for the manufacture of dry mortar, mortar and concrete, as well as other building materials, which include binders.

Известно бесклинкерное гидравлическое вяжущее на основе карбонатно-глинистого сырья, включающее гидравлическую известь, состоящую из обожженных при температуре 900-1100°C мергелистых известняков, содержащих до 25% глинистых примесей (А.В. Волженский, Ю.С. Буров, В.С. Колокольников. Минеральные вяжущие вещества. - М.: Стройиздат, 1979, с.135-140).Known clinker-free hydraulic binder based on carbonate-clay raw materials, including hydraulic lime, consisting of marl lime calcined at a temperature of 900-1100 ° C, containing up to 25% clay impurities (A.V. Volzhensky, Yu.S. Burov, V.S. Kolokolnikov Mineral binders. - M .: Stroyizdat, 1979, p.135-140).

Недостатками вяжущего на основе гидравлической извести являются: низкая прочность, медленная скорость твердения низкий коэффициент размягчения.The disadvantages of a binder based on hydraulic lime are: low strength, slow hardening rate, low softening coefficient.

Известно бесклинкерное гидравлическое вяжущее на основе карбонатно-глинистого сырья, включающее романцемент, состоящий из мергелей, обожженных при температуре 800-1100°C, содержащих 25-35% глинистых примесей (А.В. Волженский, Ю.С. Буров, В.С. Колокольников. Минеральные вяжущие вещества. - М.: Стройиздат, 1979, с.140-143).Known clinker-free hydraulic binder based on carbonate-clay raw materials, including romance, consisting of marls, calcined at a temperature of 800-1100 ° C, containing 25-35% clay impurities (A.V. Volzhensky, Yu.S. Burov, V.S. Kolokolnikov Mineral binders. - M .: Stroyizdat, 1979, p.140-143).

Недостатками вяжущего на основе романцемента являются: малая прочность, медленная скорость твердения, низкий коэффициент размягчения.The disadvantages of a cement-based binder are: low strength, slow hardening speed, low softening coefficient.

Также известно вяжущее, включающее гидравлическую известь из кремнеземсодержащего известняка и наполнитель из кремнеземсодержащего известняка при содержании в мас.%:It is also known astringent, including hydraulic lime from silica-containing limestone and a filler from silica-containing limestone at a content in wt.%:

гидравлической извести 23-39%;hydraulic lime 23-39%;

наполнителя 61-77%;filler 61-77%;

Свойства: прочность при сжатии 11,5-25,1 МПа;Properties: compressive strength 11.5-25.1 MPa;

водостойкость 0,83-0,98;water resistance 0.83-0.98;

(см. патент РФ 2023697 кл. С04B 7/34, бюл. №22, 30.11.94).(see RF patent 2023697 class C04B 7/34, bull. No. 22, 11/30/94).

Недостатками данного вяжущего являются: ограниченное содержание MgO (до 1,09%) в вяжущем и в силу этого невозможность использования гидравлической извести из магнийсодержащих карбонатных пород (доломитизированных известняков и доломитов), что сужает сырьевую базу, низкая прочность и водостойкость при нормальных условиях твердения, что не позволяет использовать вяжущее для изготовления строительных растворов и бетонов в обычных условиях.The disadvantages of this binder are: the limited MgO content (up to 1.09%) in the binder and, therefore, the inability to use hydraulic lime from magnesium-containing carbonate rocks (dolomitic limestones and dolomites), which narrows the raw material base, low strength and water resistance under normal hardening conditions, which does not allow the use of a binder for the manufacture of mortars and concrete in ordinary conditions.

Прототипом для заявляемого изобретения является вяжущее, содержащее обожженную при температуре 800-900°С смесь магнийсодержащих карбонатных пород с глиной при соотношении (3-9):1, в качестве минеральной добавки - отход производства металлургического комбината - доменный гранулированный шлак фракций 0,01-0,08 мм и сульфат магния при следующем соотношении компонентов, маcс.%:The prototype for the claimed invention is a binder containing a mixture of magnesium-containing carbonate rocks with clay calcined at a temperature of 800-900 ° C at a ratio of (3-9): 1, as a mineral additive - waste from the production of a metallurgical plant - blast furnace granulated slag fractions of 0.01- 0.08 mm and magnesium sulfate in the following ratio of components, wt.%:

смесь магнийсодержащих карбонатных пород и глиныa mixture of magnesium-containing carbonate rocks and clay 60-8560-85 доменный гранулированный шлакgranulated blast furnace slag 10-3010-30 сульфат магнияmagnesium sulfate 5-105-10

(см. патент РФ 2255063 кл. C04B 7/34, Бюл. №18.27.0.05).(see RF patent 2255063 C. C04B 7/34, Bull. No. 18.27.0.05).

Недостатком данного вяжущего является низкая прочность.The disadvantage of this binder is its low strength.

Задачей изобретения является повышение прочности при твердении в нормальных условиях.The objective of the invention is to increase the hardening strength under normal conditions.

Результат достигается тем, что вяжущее, включающее обожженную при температуре 800-900°C смесь магнийсодержащих карбонатных пород и глины, сульфат магния и минеральную добавку, согласно изобретению содержит в качестве минеральной добавки - цеолитсодержащую карбонатно-кремнеземистую породу и дополнительно пластификатор СП-1 и ускоритель твердения сульфат натрия при следующем содержании ингредиентов в масс. %:The result is achieved in that the binder, including a mixture of magnesium-containing carbonate rocks and clay burnt at a temperature of 800-900 ° C, magnesium sulfate and a mineral additive, according to the invention contains as a mineral additive a zeolite-containing carbonate-siliceous rock and, in addition, an SP-1 plasticizer and an accelerator hardening sodium sulfate in the following ingredients in the mass. %:

указанная смесьspecified mixture 58-8558-85 сульфат магнияmagnesium sulfate 3-63-6 цеолитсодержащая карбонатно-кремнеземистая породаzeolite-containing carbonate-siliceous rock 10-3010-30 пластификаторplasticizer 1-21-2 ускоритель тверденияhardening accelerator 1-41-4

Результат достигается также тем, что вяжущее содержит в качестве пластификатора: СП-1, в качестве ускорителя твердения: сульфат натрия.The result is also achieved by the fact that the binder contains as a plasticizer: SP-1, as a hardening accelerator: sodium sulfate.

Результат достигается также тем, что соотношение магнийсодержащих карбонатных пород и глины составляет (2,7-10):1.The result is also achieved by the fact that the ratio of magnesium-containing carbonate rocks and clay is (2.7-10): 1.

Вяжущее готовилось путем смешения компонентов в шаровой мельнице.A binder was prepared by mixing the components in a ball mill.

Для получения вяжущего использованы следующие компоненты:To obtain a binder, the following components were used:

- глина, например, Кощаковского месторождения РТ следующего состава в мас.%: SiO2 - 68,47; Al2O3 - 13,17; Fe2O3 - 5,76; CaO - 1,65; MgO - 1,91; K2O - 1,67; ТiO2 - 0,78; SO3 - 0,06; Na2O - 0,37; P2O5 - 0,13; MnO - 0,1; потери при прокаливании - 5,51;- clay, for example, Koshchakovo field RT of the following composition in wt.%: SiO 2 - 68.47; Al 2 O 3 - 13.17; Fe 2 O 3 - 5.76; CaO - 1.65; MgO - 1.91; K 2 O - 1.67; TiO 2 0.78; SO 3 - 0.06; Na 2 O - 0.37; P 2 O 5 - 0.13; MnO - 0.1; loss on ignition - 5.51;

- магнийсодержащие карбонатные породы с содержанием MgO до 20% по ОСТ 21-27-76 "Породы карбонатные для производства строительной извести. Технические условия";- magnesium-containing carbonate rocks with MgO content up to 20% according to OST 21-27-76 "Carbonate rocks for the production of building lime. Technical conditions";

- минеральная добавка: цеолитсодержащая карбонатно-кремнеземистая порода ТУ 5743-002-020069662-96;- mineral additive: zeolite-containing carbonate-siliceous rock TU 5743-002-020069662-96;

- сульфат магния ТУ 2141-025-32496445-01;- magnesium sulfate TU 2141-025-32496445-01;

- пластификатор СП-1 ТУ 5870-005-58042865-05;- plasticizer SP-1 TU 5870-005-58042865-05;

- ускоритель твердения: сульфат натрия ТУ 2141-114-05766575-2004 изм.2;- hardening accelerator: sodium sulfate TU 2141-114-05766575-2004 rev.2;

Для получения образцов вяжущего использовались: смесь из магнийсодержащих карбонатных пород Матюшинского месторождения РТ, глины Кощаковского месторождения РТ, цеолитсодержащая карбонатно-кремнеземистая порода Татарско-Шатрашанского месторождения РТ.To obtain binder samples, we used: a mixture of magnesium-containing carbonate rocks of the Matyushinsky field of the Republic of Tatarstan, clay of the Koshchakovsky field of the Republic of Tatarstan, zeolite-containing carbonate-siliceous rock of the Tatarsko-Shatrashansky field of the Republic of Tatarstan.

Смесь получали обжигом при температуре 800-900°C измельченной до состояния муки шихты, состоящей из магнийсодержащих карбонатных пород и глины при соотношении (2,7-10):1, с последующим помолом до удельной поверхности 300-350 м2/кг.The mixture was obtained by roasting at a temperature of 800-900 ° C of a mixture, ground to a state of flour, consisting of magnesium-containing carbonate rocks and clay with a ratio of (2.7-10): 1, followed by grinding to a specific surface of 300-350 m 2 / kg.

Состав смеси в масс.%:The composition of the mixture in wt.%:

СаО активнаяCao active 0-200-20 MgO активнаяMgO active 5-15%5-15% (3C2S, СА, CAF)(3C 2 S, CA, CAF) остальноеrest

Цеолитсодержащая карбонатно-кремнеземистая порода высушивалась и подвергалась помолу до полного прохождения через сито 008. Сульфат магния высушивали и обезвоживали.The zeolite-containing carbonate-silica rock was dried and milled until it passed through a 008. Screen. The magnesium sulfate was dried and dehydrated.

При затворении вяжущего водой происходит гидратация силикатов и алюминатов кальция, одновременно с этим процессом свободная СаО образует с минералами цеолитсодержащей карбонатно-кремнеземистой породы гидросиликаты и гидроалюминаты кальция, способствуя повышению прочности и водостойкости.When binder is mixed with water, calcium silicates and aluminates are hydrated, and at the same time, free CaO forms calcium hydrosilicates and hydroaluminates with minerals of a zeolite-containing carbonate-siliceous rock, thereby increasing strength and water resistance.

Пластифицирующая добавка уменьшает количество воды затворения, образуя адсорбционный слой на поверхности твердой фазы, вызывает изменение электрокинетического потенциала и вследствие этого увеличение сил электростатического отталкивания, распад агрегатов и высвобождение мобилизированной во флоккулах воды, увеличивая скорость твердения и прочность.The plasticizing additive reduces the amount of mixing water, forming an adsorption layer on the surface of the solid phase, causes a change in the electrokinetic potential and, as a result, an increase in electrostatic repulsive forces, decomposition of aggregates and the release of water mobilized in floccules, increasing the hardening speed and strength.

Сульфат магния повышает растворимость MgO, способствует его гидратации и образованию оксигидросульфатов магния, уплотняющих структуру цементного камня и повышающих прочность и водостойкость.Magnesium sulfate increases the solubility of MgO, promotes its hydration and the formation of magnesium oxyhydrosulfates, which compact the structure of cement stone and increase strength and water resistance.

Сульфат натрия, реагируя с гидратом оксида кальция, образует гипс. Образующийся мелкодисперсный гипс реагирует с минералами и способствует более быстрой выкристаллизации новообразований из цементного геля.Sodium sulfate, reacting with calcium oxide hydrate, forms gypsum. The resulting finely divided gypsum reacts with minerals and contributes to a more rapid crystallization of tumors from the cement gel.

Цеолитсодержащая карбонатно-кремнеземистая активизирует силикатную и алюминатную фазы вяжущего, способствует ускорению гидролиза и гидратации клинкерных минералов и быстрому набору прочности вяжущего в ранние сроки твердения и дополнительно повышает прочность, эффективно связывая известь при нормальных условиях твердения.The zeolite-containing carbonate-silica activates the silicate and aluminate phases of the binder, helps to accelerate the hydrolysis and hydration of clinker minerals and a quick set of strength of the binder in the early stages of hardening, and further increases the strength by effectively binding lime under normal hardening conditions.

Для испытания составов вяжущего готовились образцы из растворной смеси с песком в соотношении - вяжущее:песок=1:3 при водоцементном отношении 0,4. Испытания основных свойств вяжущего осуществлялось по ГОСТ 30744. Данные по составам приведены в таблице 1, а характеристики вяжущего - в таблице 2.To test the binder compositions, samples were prepared from the mortar mixture with sand in the ratio binder: sand = 1: 3 with a water-cement ratio of 0.4. Tests of the basic properties of the binder were carried out in accordance with GOST 30744. The data on the compositions are shown in table 1, and the characteristics of the binder in table 2.

Таблица 1Table 1 № составаComposition number состав смеси, м.ч.mixture composition, m.h. Количество указанной смеси в бесклинкерном вяжущем, %The amount of the specified mixture in a clinker-free binder,% Содержание добавок, %The content of additives,% Сульфат магнияMagnesium sulfate Цеолитсодержащая карбонатно-кремнеземистая породаZeolite-containing carbonate-siliceous rock СП-1SP-1 Сульфат натрияSodium sulfate 1one 2,7:12.7: 1 8585 33 1010 1one 1one 22 2,7:12.7: 1 7272 4,54,5 20twenty 1,51,5 22 33 2,7:12.7: 1 5858 66 30thirty 22 4four 4four 6,4:16.4: 1 8585 33 1010 1one 1one 55 6,4:16.4: 1 7272 4,54,5 20twenty 1,51,5 22 66 6,4:16.4: 1 5858 66 30thirty 22 4four 77 10:110: 1 8585 33 1010 1one 1one 88 10:110: 1 7272 4,54,5 20twenty 1,51,5 1one 99 10:110: 1 5858 66 30thirty 22

Таблица 2table 2 № составаComposition number Прочность на сжатие МПаCompressive strength MPa Прочность на изгиб, МПаBending Strength, MPa Равномерность изменения объемаVolume uniformity 1one 34,234.2 3,23.2 ВыдержалSustained 22 35,435,4 3,43.4 ВыдержалSustained 33 33,833.8 3,33.3 ВыдержалSustained 4four 32,332,3 3,13,1 ВыдержалSustained 55 31,631.6 3,03.0 ВыдержалSustained 66 31,031,0 3,03.0 ВыдержалSustained 77 29,729.7 2,92.9 ВыдержалSustained 88 29,529.5 2,82,8 ВыдержалSustained 99 29,229.2 2,82,8 ВыдержалSustained прототипprototype 28,128.1 2,82,8 ВыдержалSustained

Анализ данных, полученных в результате испытаний вяжущего, показывает, что оно отвечает поставленной цели: имеет прочностные показатели выше, чем у прототипа, состав с наименьшей прочностью обеспечивает прочность выше, чем оптимальный состав прототипа. Также достигается расширение сырьевой базы за счет использования местного магнийсодержащего сырья.Analysis of the data obtained as a result of binder tests shows that it meets the intended purpose: it has strength characteristics higher than that of the prototype, the composition with the lowest strength provides strength higher than the optimal composition of the prototype. The expansion of the raw material base through the use of local magnesium-containing raw materials is also achieved.

Claims (2)

1.Бесклинкерное вяжущее, включающее обожженную смесь магнийсодержащих карбонатных пород и глины, сульфат магния и минеральную добавку, отличающееся тем, что в качестве минеральной добавки содержит цеолитсодержащую карбонатно-кремнеземистую породу и дополнительно пластификатор СП-1 и ускоритель твердения сульфат натрия при следующем содержании ингредиентов в масс.%:
указанная смесь 58-85 сульфат магния 3-6 цеолитсодержащая карбонатно-кремнеземистая порода 10-30 СП-1 1-2 сульфат натрия 1-4
1. Clinker-free binder, including a calcined mixture of magnesium-containing carbonate rocks and clay, magnesium sulfate and a mineral additive, characterized in that as a mineral additive contains a zeolite-containing carbonate-siliceous rock and additionally a plasticizer SP-1 and an accelerator of hardening sodium sulfate in the following contents of ingredients in mass%:
specified mixture 58-85 magnesium sulfate 3-6 zeolite-containing carbonate-siliceous rock 10-30 SP-1 1-2 sodium sulfate 1-4
2. Бесклинкерное вяжущее по п.1, отличающееся тем, что соотношение магнийсодержащих карбонатных пород и глины составляет (2,7-10):1. 2. Clinker-free binder according to claim 1, characterized in that the ratio of magnesium-containing carbonate rocks and clay is (2.7-10): 1.
RU2013121853/03A 2013-05-13 2013-05-13 Clinker-free binder RU2553576C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013121853/03A RU2553576C2 (en) 2013-05-13 2013-05-13 Clinker-free binder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013121853/03A RU2553576C2 (en) 2013-05-13 2013-05-13 Clinker-free binder

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013121853A RU2013121853A (en) 2014-11-20
RU2553576C2 true RU2553576C2 (en) 2015-06-20

Family

ID=53381007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013121853/03A RU2553576C2 (en) 2013-05-13 2013-05-13 Clinker-free binder

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2553576C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1987004145A1 (en) * 1986-01-07 1987-07-16 Ausmintec Corp. Limited Magnesium cement
RU2255063C1 (en) * 2004-05-14 2005-06-27 Казанская государственная архитектурно-строительная академия КГАСА Binding agent
EA007269B1 (en) * 2000-01-27 2006-08-25 Текеко Пти Лтд. Reactive magnesium oxide cements
JP2006272145A (en) * 2005-03-29 2006-10-12 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Heavy metal insolubilizing material and method of treating heavy metal
RU2363675C1 (en) * 2007-11-20 2009-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тульский государственный университет (ТулГУ) Raw mix

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1987004145A1 (en) * 1986-01-07 1987-07-16 Ausmintec Corp. Limited Magnesium cement
EA007269B1 (en) * 2000-01-27 2006-08-25 Текеко Пти Лтд. Reactive magnesium oxide cements
RU2255063C1 (en) * 2004-05-14 2005-06-27 Казанская государственная архитектурно-строительная академия КГАСА Binding agent
JP2006272145A (en) * 2005-03-29 2006-10-12 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Heavy metal insolubilizing material and method of treating heavy metal
RU2363675C1 (en) * 2007-11-20 2009-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тульский государственный университет (ТулГУ) Raw mix

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013121853A (en) 2014-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106316172B (en) Fine high intensity High-belite Cement and preparation method thereof
ES2899004T3 (en) Binding composition comprising lignite fly ash
ITMI20092105A1 (en) HYDRAULIC BINDER INCLUDING A LARGE FORGESTINATE LOPPA
KR20220016637A (en) Concrete composition for revealing early strength
WO2020100925A1 (en) Cement admixture, expansion material, and cement composition
JP6983963B1 (en) Cement composition
JP2010155737A (en) Quick-hardening admixture
KR101664273B1 (en) cement mortar compositon and cement mortar comprising the same, method thereof
JP2014129210A (en) Expansive admixture
RU2553576C2 (en) Clinker-free binder
RU2373163C1 (en) Cement of low water demand and method of its production
KR101594157B1 (en) Eco-Mortars Composition Usnig Non-firing Binder
RU2678285C2 (en) Binding material on basis of activated crushed granular domain slag, fitted for formation of concrete type material
WO2021215509A1 (en) Cement admixture, expansion material, and cement composition
JPH11302047A (en) Expansive material composition and expansive cement composition
JP2002029796A (en) Cement admixture and cement composition
JPH0774366B2 (en) Blast furnace slag composition
JP7181355B1 (en) Cement admixture, method for producing cement admixture, and cement composition
RU2485066C1 (en) Building mortar
JP5935916B1 (en) Cement composition
KR101202025B1 (en) Mortar composition by using blast furnance air cooled slag
RU2569657C1 (en) Raw mix for sulphated cement
RU2779157C1 (en) Shrinkproof compound for concrete mix
RU2769164C1 (en) Expansion admixture for cement containing steel slag
RU2255063C1 (en) Binding agent

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150514